Как собрать аккумуляторную батарею Lipo?

Мощное сердце дронов: раскрытие творческих способностей литий-полимерных аккумуляторов

Сборкааккумулятор для дронаPack — это навык, полный испытаний и наград. Он не только позволяет полностью настроить выносливость и мощность, но также дает глубокое представление об энергетическом ядре дрона. Однако это далеко не простая игра с пайкой — это точное искусство, в котором сочетаются знания электроники, ловкость рук и осведомленность о безопасности. Эта статья систематически проведет вас в мир изготовления LiPo-аккумуляторов для дронов.

I. Основные принципы: зачем нужны последовательные и параллельные соединения?

Прежде чем приступить к делу, ознакомьтесь с фундаментальной электрической архитектурой аккумуляторных блоков. Мы достигаем разных целей двумя методами:

Последовательное соединение: увеличивает напряжение

Метод: Соедините положительную клемму одной ячейки с отрицательной клеммой следующей ячейки.

Эффект: Напряжение увеличивается, а емкость остается неизменной.

Применение дрона: более высокое напряжение в энергосистеме снижает потребление тока при эквивалентной выходной мощности, повышая эффективность и обеспечивая более быструю реакцию мощности. Обычные батареи 3S обеспечивают напряжение примерно 11,1 В, а батареи 6S — около 22,2 В.

Параллельное соединение: увеличение емкости

Метод: Соедините положительные клеммы всех ячеек вместе, а отрицательные клеммы вместе.

Эффект: емкость увеличивается, а напряжение остается неизменным.

Применение дрона: напрямую увеличивает продолжительность полета. Например, параллельное соединение двух ячеек емкостью 2000 мАч дает общую емкость 4000 мАч при сохранении напряжения одной ячейки.

Большинство аккумуляторов дронов имеют «последовательно-параллельную» структуру.

Пример: «6С2П» состоит из 6 групп ячеек, соединенных последовательно для высокого напряжения, причем каждая группа состоит из 2 ячеек, соединенных параллельно для увеличения емкости.

II. Четыре основных элемента аккумуляторных блоков

Клетки: Качество имеет основополагающее значение. Всегда выбирайте аккумуляторы известных брендов с соответствующими характеристиками.

Стабильность — это залог успеха сборки аккумулятора, включающий емкость, внутреннее сопротивление и скорость саморазряда. Предпочтительны новые элементы из той же производственной партии.

Никелевые связи: «проводящие мосты» между ячейками. Выберите подходящий материал, ширину и толщину в зависимости от максимального непрерывного тока батареи. Недостаточная площадь поперечного сечения приводит к перегреву и представляет угрозу безопасности.

Система управления аккумулятором (BMS): «интеллектуальный мозг» аккумуляторной батареи.

Корпус и проводка:

Провода: Главные разрядные кабели (например, разъемы XT60, XT90) должны быть достаточно прочными (например, силиконовый провод 12AWG), чтобы выдерживать большие токи.

Балансировочная головка: используется для подключения к BMS или балансировочному зарядному устройству; должно соответствовать количеству ячеек (S).

Корпус: термоусадочная трубка или жесткий корпус обеспечивает изоляцию, защиту от влаги и физическую защиту.

III. Практические шаги: создание полноценной системы с нуля

Подготовка:

Необходимые инструменты: сварочный аппарат, мультиметр, термостойкие перчатки, защитные очки.

Рабочая среда: Хорошо вентилируемое помещение, свободное от легковоспламеняющихся материалов; рабочая поверхность покрыта антистатическим ковриком.

Шаг 1: Сортировка и тестирование

Проверьте и отсортируйте все элементы, используя тестер емкости и измеритель внутреннего сопротивления. Убедитесь, что параметры ячеек в каждой параллельной или последовательной группе максимально согласованы. Это формирует основу для последующей эффективной балансировки BMS.

Шаг 2: Планирование и планировка

Спланируйте расположение физических ячеек на основе целевой конфигурации. Изолируйте элементы с помощью изолирующих прокладок для предотвращения коротких замыканий.

Шаг 3. Соединения точечной сваркой

Параллельная групповая сварка. Сначала сварите соединяемые элементы параллельно, используя никелевые полосы. Убедитесь, что соединение надежно и имеет низкое сопротивление.

Последовательное соединение: рассматривайте параллельные группы как единое целое. Затем соедините их последовательно с помощью никелевых полосок, соединив положительные и отрицательные клеммы, чтобы сформировать полные «цепочки ячеек».

Сварка основных линий отбора проб: приварите ленточные кабели отбора проб напряжения BMS к положительным и отрицательным клеммам каждой цепочки ячеек.

Шаг 4. Установка BMS и окончательная сварка

Закрепите BMS в указанном положении.

Сначала вставьте ленточный кабель для отбора проб в BMS. Используйте мультиметр, чтобы проверить правильное напряжение для каждой цепочки ячеек.

После подтверждения приварите положительную (P+) и отрицательную (P-) клеммы основного разрядного кабеля к соответствующим портам BMS.

Шаг 5: Изоляция и инкапсуляция

Оберните узел элемента изоляционными материалами, такими как крафт-бумага или эпоксидная смола, чтобы предотвратить внутренние короткие замыкания.

Наденьте термоусадочную трубку на узел и равномерно нагрейте ее с помощью теплового пистолета, чтобы обеспечить плотное уплотнение вокруг аккумуляторной батареи.

Установите балансировочный разъем и основной выпускной разъем.

Шаг 6. Первоначальная активация и тестирование

Подключите собранный аккумуляторный блок к балансировочному зарядному устройству и выполните первую зарядку при малом токе (например, 0,5С).

Постоянно контролируйте напряжение каждой ячейки, чтобы убедиться в правильности функции балансировки BMS.

После завершения зарядки оставьте аккумулятор на несколько часов. Еще раз проверьте напряжение, чтобы убедиться в отсутствии аномальных падений напряжения.

IV. Правила техники безопасности

Всегда надевайте защитные очки: защитите глаза от дуги или взрывов, вызванных случайными короткими замыканиями во время любой работы.

Предотвратите физические проколы: обращайтесь с клетками с особой осторожностью, как с яйцами.

Используйте взрывозащищенные мешки. Первоначальные испытания и зарядку следует проводить внутри взрывозащищенных мешков.

Изолируйте инструменты: убедитесь, что все металлические ручки инструментов изолированы, чтобы предотвратить одновременный контакт с положительными и отрицательными клеммами.

V. Будущие тенденции: направления модернизации LiPo аккумуляторов

В настоящее время,аккумулятор LiPo для дронааккумуляторы развиваются в сторону «высокой плотности энергии + интеллектуальная функциональность»: полутвердые элементы LiPo достигли плотности энергии 400 Втч/кг (на 50 % больше, чем у традиционных элементов), что позволит в будущем «удвоить срок службы при том же весе». Интеллектуальные системы BMS будут включать оповещения о температуре и мониторинг состояния элементов, обеспечивая обратную связь о состоянии батареи в режиме реального времени через приложения для дальнейшего снижения рисков безопасности.